基于正交CCD图像反馈的自动打标控制系统研制.pdf

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1、设计与研究DesignandResearch基于正交CCD图像反馈的自动打标控制系统研制4陈健①②姜晓明①陆国栋①((D浙江大学cAD&cG国家重点实验室，浙江杭州310027；②浙江纺织服装职业技术学院，浙江宁波315211)摘要：分析了现有高压天然气瓶气动打标的缺陷和不足，研究了正交CCD图像反馈技术。设计了以CCD图像信息为反馈源的打标机自动控制整体架构；研制了图像采集装置、机电伺服控制器和打标执行机构组成的硬件控制系统；开发了基于模块化的控制系统软件架构，并设计了由图像拍摄、像素增强、边界监测和轮廓提取四步组成的图像信息处理系统。样机试验表明：

2、气瓶标记清晰完整，字符整齐美观．实现了对高压天然气瓶的高质量自动打标。关键词：高压天然气瓶气动打标正交CCD图像反馈自动打标控制图像处理中图分类号：TG502文献标识码：ADeVeIOpmentofautomaticmarkingmachinecontrOIsystembasedontheorthOgonaICCDfeedbackCHENJian①②，JIANGXiaoming①，LUGuodong①(①stateKeyLaboratoryofcAD&cG，zhejianguniversity，}{angzhou3l0027，cHN；(②zhejian

3、gTextile&FashionCouege，Ningbo315211，CHN)Abstract：Thecurrentlackofpneumaticmarkingmachinefbrhigh—pressuregasbottlesisdiscussedinthepaper，andtheorthogonalCCDimagecapturefeedbackcontrolsystemisproposedcarefully。AgeneralcontrolframeisdesignedbasedontheCCDimagefeedbackresource；thehar

4、dwareofmarkingcontrolsystemispresented，includingimagecapturedevice，seI-vocontroUerandpneumaticmarkingmechanism；themoduleidealfbrprogramisexpounded，andtheimageproeessingsonwareisdesignedwi让lfbursteps，includingimagecapture，pixelenhancement，edgedetectionandfeatureextractions．Themar

5、kingtestshowsthatthemarl‘isclearandcompletely，thecharactersareneatandattractive，thehighmarkingpropenyisachieVedundertheapplicationofthemethodsdiseussedinthispaper．Keywords：High—pressureGasBottles；PneumaticMarking；OrthogonalCCDFeedback；AutomaticMarkingCon—tr011er；ImageProcessing随

6、着能源行业的高速发主要由二维平面气动打标机的基础上改造而来、1‘2，展，对高压天然气瓶的需求国内研究人员在基于网络化、计算机并行处理技术和量迅猛增加，如图1所示，国打标头运动分析等控制方面开展了许多研究_～。，国家标准规定对每只气瓶均需外在节能和智能化控制方面开展了一些研究”7，但图1气瓶标记示意图进行标记，包括有出厂检验这些研究主要集中在开环控制系统并且应用局限在曲标记、制造厂代号、钢瓶的壁面较为规则的气瓶上。作为薄壁圆筒件．受国产工艺厚、容积、编号、水压实验压力以及出厂日期等共30多条件限制，高压天然气瓶的肩部在冲压缩口过程中会个字符，分布在钢瓶肩

7、部范围的球面上且按多行排列，产生大量的锻造缺陷，而且表面皮层在热处理过程中以便进行身份识别和有效管理。会产生氧化剥落，造成气瓶肩部曲率半径变化不连续，目前，国产高压天然气瓶气动打标机的控制系统甚至存在大量的凹坑。如图2所示，如直接按照气瓶}浙江省科技计划项目(2009cll099)；浙江省公益技术研究工业项目(2010c31085)；宁波市重大科技攻关项目(20IlBl031)．70．j；蕊DesignandR测rCh设计与研究外形进行标记，南于轴向存在凹凸不平的缺陷区域，径术原理如图3所示，信息反馈控制架构如图4所示。向轮廓曲面标记点各处法向不规则，

8、使得打标头在缺如图3所示，系统设计通过轴向CCD结合气瓶在陷位置标记和无法处处垂直于打标面，造